Санкт-Петербургское математическое общество возникло в 1890 году и стало третьим в России после московского (1867 г.) и харьковского (1879 г.). Его первым президентом был академик В. Г. Имшенецкий (1890–1892), по чьей инициативе и было организовано общество, а после его смерти президентом был избран Ю. В. Сохоцкий, сохранявший этот пост до того, как общество фактически прекратило свою деятельность перед революцией.

Воссозданное в 1921 г. благодаря усилиям А. В. Васильева под именем Петроградское (впоследствии Ленинградское) физико-математическое, общество стало играть очень важную роль в математической жизни города и страны. В 1921–1923 гг. президентом общества был А. В. Васильев, а после его смерти и до конца второго этапа — Н. М. Гюнтер. Во время второго этапа работы общества (до следующего перерыва) состоялось около 150 заседаний. В работе общества активно участвовали Я. В. Успенский, В. И. Смирнов, Б. Н. Делоне, Г. М. Фихтенгольц, В. А. Стеклов, А. А. Фридман, В. А. Фок, Я. В. Успенский, А. С. Безикович, С. Н. Бернштейн, Я. Д. Тамаркин, Р. О. Кузьмин, Н. И. Мусхелишвили, Л. Г. Лойцянский, Б. Г. Галеркин. С 1926 г. начал выходить основанный В. А. Стекловым "Журнал Ленинградского физико-математического общества" (после смерти Стеклова в 1926 г. редколлегию возглавил Я. В. Успенский), один из немногих математических журналов в стране в то время. Гонения на независимо мыслящих людей, и ученых в частности, начавшиеся в конце 20-х годов, привели к тому, что в 1930 году общество приняло решение о самороспуске (что, вероятно, облегчило судьбу многих математиков).

В 1953 году по инициативе В. И. Смирнова был организован Ленинградский общематематический семинар, заседания которого проходили в Доме Ученых. Он, по существу, играл роль математического общества. Работа семинара-общества в тот период связана с именами В. И. Смирнова, Г. М. Фихтенгольца, А. А. Маркова, А. Д. Александрова, И. П. Натансона, С. М. Лозинского, Л. В. Канторовича, Д. К. Фаддеева, О. А. Ладыженской, Ю. В. Линника, Б. А. Венкова. Наконец, в 1959 году удалось организовать Ленинградское математическое общество (ныне Санкт-Петербургское математическое общество). Большая заслуга в этом принадлежит, наряду с В. И. Смирновым, А. Д. Александрову. Почетным президентом общества был избран В. И. Смирнов, президентом — Ю. В. Линник.

В 1965–1985 годы президентом общества был С. М. Лозинский, с 1985 по 1989 гг. — Д. К. Фаддеев, с 1990 по 1998 гг. — О. А. Ладыженская, с 1998 по 2008 гг. — А. М. Вершик. В 2008 г. президентом был избран Ю. В. Матиясевич. В настоящее время общество объединяет практически всех активных математиков Петербурга, а также ряд математиков, работающих за рубежом. СПбМО является коллективным членом Европейского математического общества и осуществляет тесные контакты с Московским математическим обществом и Американским математическим обществом.

С 1990 г. издаются "Труды Санкт-Петербургского математического общества".

Регулярно проводятся заседания общества (см. отчеты на сайте Общества и сайте Math-Net.Ru).

Ныне действующий Устав общества был принят 2012 г. Правление общества избирается раз в три года.

С 1962 г. ежегодно вручается премия общества "Молодому математику".